WO2024251678A1 - Vorrichtung und verfahren zum kennzeichnen von behältern - Google Patents

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WO2024251678A1
WO2024251678A1 PCT/EP2024/065231 EP2024065231W WO2024251678A1 WO 2024251678 A1 WO2024251678 A1 WO 2024251678A1 EP 2024065231 W EP2024065231 W EP 2024065231W WO 2024251678 A1 WO2024251678 A1 WO 2024251678A1
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containers
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Florian Lauterbach
Bernd Braatz
Josef Mayer
Peter Lindner
Andreas Kraus
Helmut Schneider
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    • B41J2/442—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using single radiation source per colour, e.g. lighting beams or shutter arrangements using lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording

Definitions

  • the invention relates to a device for marking containers for a container treatment plant.
  • the invention further relates to a method for marking containers.
  • containers are mostly equipped with labels.
  • Typical variants are paper or plastic labels, which are processed with hot or cold glue or self-adhesive and applied to the containers.
  • Labels can be problematic in the recycling process, e.g. because of the printing ink used, waterproof paper, glue, etc.
  • various features inherent in the technology can be seen as disadvantageous. These include in particular the use of plastics for container decoration, a poor CO2 footprint in label production (especially plastics) through logistics to application (especially shrink sleeves) and limited recyclability in the usual waste streams. Analogous points can also be mentioned for direct printing processes.
  • the invention is based on the object of creating a sustainable labelling technique which makes it possible to decorate and label containers without labels or at least with a reduced number of labels.
  • One aspect of the present disclosure relates to a device for marking (e.g. labeling and/or decorating) containers for a container treatment plant.
  • the device has a roughening device which is designed to roughen container surfaces of the containers. roughen.
  • the device has a control device which is configured to operate the roughening device for roughening (at least) a predetermined area of a respective container surface of the containers.
  • the device has an applicator device which is designed to apply pigments to the (at least one) roughened, predetermined area for adhesion to the roughened, predetermined area.
  • the device can advantageously enable at least monochrome labeling of the containers by using pigments that adhere to predetermined surface areas due to their previous roughening.
  • the container surfaces can thus be designed and provided with information without the use of additional packaging material such as labels.
  • the energy required across the entire value chain can also be reduced, which can reduce the CO2 footprint and overall costs.
  • the technology can also advantageously enable the amount of pigments adhering there to be influenced by adjusting the roughness itself or the depth of the rough areas, which means that the brightness or contrast can be specifically adjusted as desired (e.g. grayscale). This can also improve the readability or visibility of information compared to pure laser marking.
  • new design features arise from the combination of haptic effects on the container surface (embossings, roughness as a design feature, etc.) with optical effects on the container surface.
  • the roughening device has a laser marking system (e.g. with one or more marking heads and/or with one or more laser sources) for roughening the container surface.
  • a laser marking system e.g. with one or more marking heads and/or with one or more laser sources
  • the use of the laser marking system can advantageously enable very targeted and precise roughening of the container surfaces and can be used particularly flexibly for different types of containers (e.g. PET, glass, metal).
  • the laser marking system can also advantageously enable different roughnesses to be created flexibly and thus an adjustment to be made with regard to the amount of adhering pigments and thus the color intensity, contrast, brightness, etc.
  • the device further comprises a container conveyor system for transporting the containers.
  • the container conveyor system can be arranged for transporting the containers from the roughening device to the application device.
  • the container conveyor system can be designed, for example, to rotate the containers during roughening by the roughening device and/or during application of the pigments by the application device, preferably about a vertical axis of the respective container, and/or in a transport direction.
  • the container conveyor system can advantageously enable the construction of a production line or the integration into a production line.
  • the time and working window available for roughening using the roughening device and/or for applying the pigments using the application device can advantageously be increased by rotating the containers. For example, the entire circumference of the container can be accessible for roughening or the pigments can evenly reach all areas on the outer circumference of the container during application.
  • control device is configured to operate the roughening device for roughening the predetermined area in a predetermined marking form, preferably comprising at least one character, a character string (e.g. single-line or multi-line) and/or a decoration.
  • a predetermined marking form preferably comprising at least one character, a character string (e.g. single-line or multi-line) and/or a decoration.
  • a character string e.g. single-line or multi-line
  • decoration e.g. single-line or multi-line
  • control device is configured to operate the roughening device for roughening the predetermined area with different roughnesses.
  • the roughening device for roughening the predetermined area with different roughnesses can be operated depending on a desired marking intensity and/or a desired contrast.
  • the roughening device for roughening the predetermined area with different roughnesses can be operated by changing a roughening intensity, a roughening duration and/or an angle of incidence of the beam on the container surface.
  • this allows individual contrasts and brightnesses to be set, which can, for example, significantly improve the sharpness and possibly the readability of the marking.
  • control device is configured to operate the roughening device to roughen a first section of the predetermined area with a first roughness and a second section of the predetermined area with a second roughness that differs from the first roughness (e.g. is smaller or larger), wherein the first section preferably lies within the second section or the first section borders on the second section.
  • this advantageously allows individual contrasts and brightnesses to be set, which can significantly improve the sharpness and possibly the readability of the marking, for example.
  • the device can further comprise a user input device with which the (at least one) predetermined area, the assigned marking form, the desired marking intensity, the desired contrast, the roughening intensity, the roughening duration, the beam incidence angle and/or the (e.g. first or second) roughness(ies) can be specified and transmitted, for example, to the control device.
  • a user input device with which the (at least one) predetermined area, the assigned marking form, the desired marking intensity, the desired contrast, the roughening intensity, the roughening duration, the beam incidence angle and/or the (e.g. first or second) roughness(ies) can be specified and transmitted, for example, to the control device.
  • the application device is designed to bring the containers into contact with an atomized pigment powder, a pigment aerosol, a pigment bath or a pigment jet in order to apply the pigments.
  • the pigments can advantageously be guided past the container surfaces in this way and specifically bound in the (at least one) roughened area (e.g. by mechanical hooking, adhesion, capillary forces, etc.).
  • the device further comprises a fixing device which is designed to fix the pigments applied to the roughened, predetermined area on the container surface. This advantageously allows the stability of the marking to be increased subsequently.
  • the fixing device is designed to apply a covering layer, preferably a top coat, to at least the predetermined area in order to fix the pigments applied to the roughened, predetermined area.
  • a covering layer preferably a top coat
  • the application of the covering layer can advantageously enable the pigments to be fixed in a simple and reliable manner.
  • the fixing device can be designed to fix the pigments applied to the roughened, predetermined area by means of irradiation (e.g. light, for example UV light; and/or thermal radiation) and/or by means of temperature change (e.g. heating or cooling of the respective container).
  • irradiation e.g. light, for example UV light; and/or thermal radiation
  • temperature change e.g. heating or cooling of the respective container
  • the device further comprises a cleaning device which is designed to remove excess pigments from the container surface.
  • a cleaning device which is designed to remove excess pigments from the container surface. This advantageously makes it easy to remove unwanted pigments from the container surface, since these do not adhere to the container surface as strongly as the pigments which have penetrated the roughened area.
  • the cleaning device is designed to remove the excess pigments from the container surface by means of suction, wiping and/or jet cleaning (e.g. with a compressed air jet).
  • the cleaning device can be designed to feed the removed pigments to the application device (e.g. directly or after reprocessing). The excess pigments can thus advantageously be removed/sucked away, for example, by targeted flow guidance. By means of a return, if necessary after reprocessing, the consumption of the pigments can be significantly reduced.
  • the device is included in a container treatment plant for producing, cleaning, coating, testing, filling, closing, labelling and/or packaging containers for liquid media, preferably beverages or liquid foodstuffs.
  • the containers can be designed as bottles, cans, canisters, cartons, flacons, etc.
  • control device can refer to electronics (e.g. designed as a driver circuit or with microprocessor(s) and data storage) and/or a mechanical, pneumatic and/or hydraulic control system, which, depending on its design, can take on control tasks and/or regulation tasks and/or processing tasks. Even if the term “control” is used here, it can also expediently include or mean “regulation” or “control with feedback” and/or “processing”.
  • a further aspect relates to a method for marking containers, preferably by means of a device as disclosed herein and/or in a container treatment plant.
  • the method comprises roughening a predetermined area of a respective container surface of the container by means of a roughening device, preferably comprising a laser marking system.
  • the method comprises applying pigments to the roughened, predetermined area of the respective container surface of the container for marking the container by means of an application device, wherein the applied pigments adhere to the roughened, predetermined area, preferably by mechanical hooking, adhesion (e.g. caused by van der Waals forces) and/or by capillary action with the roughened, predetermined area.
  • the method can advantageously achieve the same advantages that have already been described with reference to the device.
  • the roughening of the predetermined area takes place in a predetermined marking form, preferably comprising at least one character, a character string (e.g. single-line or multi-line) and/or a decoration.
  • a predetermined marking form preferably comprising at least one character, a character string (e.g. single-line or multi-line) and/or a decoration.
  • the roughening of the predetermined area is carried out with different roughnesses (e.g. depending on a desired marking intensity and/or a desired contrast and/or by changing a roughening intensity and/or a roughening duration and/or an angle of incidence of the beam on the container surface(s)).
  • roughening the predetermined region comprises roughening a first portion of the predetermined region with a first roughness and a second portion of the predetermined region with a second roughness that is different from (e.g., smaller or larger than) the first roughness (preferably, the first portion is within the second portion or the first portion is adjacent to the second portion).
  • the containers are rotated and/or moved in a transport direction by means of a container conveyor (e.g. about a vertical axis of the respective container) during roughening and/or application.
  • a container conveyor e.g. about a vertical axis of the respective container
  • the application of the pigments comprises bringing the containers into contact with an atomized pigment powder, a pigment aerosol, a pigment bath or a pigment jet.
  • the method further comprises fixing the pigments applied to the roughened, predetermined area on the container surface, preferably by applying a covering layer, particularly preferably a top coat, using a fixing device.
  • a fixing device e.g. with light, for example UV light; and/or thermal radiation
  • the fixing can be carried out, for example, by irradiation (e.g. with light, for example UV light; and/or thermal radiation) and/or by changing the temperature (e.g. heating or cooling the respective container) using a fixing device.
  • the method further comprises cleaning the container surfaces of the containers to remove excess pigments (e.g. on the entire container surface or at least from the roughened, predetermined area) by means of a cleaning device.
  • the excess pigments can be removed from the container surface by means of suction, wiping and/or blasting (e.g. with a compressed air jet).
  • the removed pigments can be used for applying the removed pigments (e.g. B. by means of the application device) can be reused (e.g. directly or after reprocessing).
  • the container surfaces predetermined region to extend at least partially over the relief or embossing or to substantially correspond to a geometric extension of the relief or embossing.
  • Figure 1 is a schematic representation of a laser marking system or laser roughening system
  • Figure 2 is a schematic representation of an exemplary device for marking containers.
  • Figure 3 shows a schematic sequence of a method for marking containers.
  • Figure 1 shows a laser marking system (laser roughening system) 10 for laser marking (laser roughening) containers 12.
  • the laser beam and the heat generated on the surface of the container 12 can cause a physical change in the surface of the container 12 (e.g. stress whitening in PET containers), so that desired characters can be laser marked on the surface.
  • a container surface of the respective container 12 can be roughened.
  • the laser marking system 10 can also be referred to as a laser marking system, laser coding system or laser labeling system.
  • the laser marking system 10 can be a CO2 laser marking system, a fiber laser marking system or a UV laser marking system.
  • the laser marking system 10 may comprise a laser source 14 and a marking head 16.
  • the laser source 14 can be designed as a laser tube, for example.
  • the laser tube can be sealed.
  • the laser tube can be filled with a gas, e.g. containing CO2, or a gas mixture, e.g. CO2-N2-He gas mixture.
  • Electrodes can also be arranged in the laser tube.
  • a supply unit can be connected to the electrodes (not shown in Figure 1).
  • the supply unit can supply the laser source 14 with electrical energy.
  • molecules, e.g. CO2 molecules in the laser tube can be excited to oscillate and thus to emit a laser beam.
  • the laser source 14 can also be referred to as an oscillator.
  • the laser beam generated by the laser source 14 can be guided or directed to the marking head 16 directly or via mirrors. It is possible that, for example, a so-called telescope for expanding the laser beam is arranged between the laser source 14 and the marking head 16.
  • the marking head 16 can preferably have two movable mirrors 18 and 22 and two drives 20 and 24.
  • the marking head 16 can also have a focusing lens 26.
  • the marking head 16 can also be referred to as a coding head, identification head or writing head.
  • the first drive 20 can rotate the first mirror 18 about a first axis (e.g. x-axis).
  • the first mirror 18 can also be referred to as a movable scanner mirror, e.g. X-scanner mirror.
  • the second drive 24 can rotate the second mirror 22 about a second axis (e.g. y-axis).
  • the second mirror 22 can also be referred to as a movable scanner mirror, e.g. Y-scanner mirror.
  • the first axis and the second axis can preferably run perpendicular to one another.
  • the mirrors 18, 22 moved by the drives 20, 24 can direct the laser beam according to the desired laser marking.
  • the laser beam can thus, for example, write over the surface of the container 12.
  • the laser beam can move over the surface of the container 12 within a marking field that is assigned to the respective marking head 16.
  • the focusing lens 26 can also be referred to as a condenser lens.
  • the focusing lens 26 can be an F-Theta lens, for example.
  • the focusing lens 26 can be arranged inside or outside the marking head 16.
  • the laser marking system 10 can have a plurality of marking heads 16.
  • the plurality of marking heads 16 can, for example, be arranged side by side and/or one above the other. For example, two, three or more marking heads 16 can be included.
  • Each marking head 16 can be connected to its own laser source 14, which can emit a laser beam to the respective marking head 16. Accordingly, the laser marking system 10 can have multiple laser sources 14.
  • a beam distributor can be arranged between the laser source 14 and several marking heads 16.
  • the beam distributor can, for example, split a laser beam received from the laser source 14 into several laser beams and guide them to the several marking heads 16.
  • laser sources 14 can be of identical construction, for example. However, it is also possible for the laser sources 14 to be at least partially designed differently in order to be able to produce different effects (e.g. color effects) when laser marking the containers 12.
  • Figures 2 and 3 show a device 28 and an associated method for marking containers 12.
  • the device 28 has a roughening device 32, a control device 36 and an application device 38.
  • the device 28 can have a container conveyor system 30, a cleaning device 42, a fixing device 44 and/or a user input device 48.
  • the associated method comprises roughening (method step S10) by means of the roughening device 32 and, after roughening, applying (method step S12) by means of the applying device 38.
  • the method can comprise, for example, cleaning (method step S14) by means of the cleaning device 42 and/or fixing (method step S16) by means of the fixing device 44.
  • Cleaning (method step S14) can take place before or after fixing (method step S16).
  • the container conveyor system 30 is designed to transport the containers 12 in at least one transport direction T.
  • the container conveyor system 30 can have several container conveyors connected to one another or a single container conveyor.
  • the container conveying system 30 can connect the roughening device 32, the application device 38, the cleaning device 42 and/or the fixing device 44 to one another.
  • the container conveying system 30 can transport the containers 12 through the roughening device 32, the application device 38, the cleaning device 42 and/or the fixing device 44 or along the roughening device 32, the application device 38, the cleaning device 42 and/or the fixing device 44.
  • the container conveying system 30 can be designed to transport the containers 12 while they are roughened by the roughening device 32, brought into contact with pigments 40 by the application device 38, cleaned by the cleaning device 42 and/or treated by the fixing device 44.
  • the container conveying system 30 may stop the respective containers 12 while they are being roughened by the roughening device 32, brought into contact with pigments 40 by the application device 38, cleaned by the cleaning device 42 and/or treated by the fixing device 44.
  • At least one container conveyor of the container conveyor system 30 can be a rotary container conveyor (container conveyor carousel).
  • At least one container conveyor of the container conveyor system 30 can be a linear container conveyor.
  • the linear container conveyor can, for example, have a preferably revolving conveyor element for transporting the containers 12.
  • the linear container conveyor can be, for example, a belt, strap, chain or plate conveyor. It is also possible for the linear container conveyor to be designed as a long stator linear motor container conveyor or (magnetic) planar motor drive container conveyor, which can move the containers 12 independently of one another by means of movement devices (mover, shuttle).
  • the container conveyor system 30 can support the containers 12 during transport, preferably on the bottom side, the circumference side and/or the mouth side.
  • the container conveyor system 30 can optionally have container holders for supporting one or more containers 12.
  • the container holders can preferably hold the containers 12 in base handling or neck handling.
  • the container conveyor system 30 or at least one container conveyor of a container conveyor system 30 comprising several container conveyors does not have any separate container holders and, for example, the containers 12 are simply supported on a preferably rotating conveyor element (e.g. belt, strap, chains or plates) of the container conveyor system 30.
  • a preferably rotating conveyor element e.g. belt, strap, chains or plates
  • the container holders can each support a container.
  • the container holders can, for example, each have a container plate (e.g. container turntable), a centering bell, a container clamp and/or an inflation device.
  • the container conveyor system 30 can be designed to rotate the transported containers 12, preferably about a separate vertical axis of the respective container.
  • the container holders can be rotatable for rotating the containers 12.
  • the container conveying system 30 can be designed to rotate the transported containers 12 while they are roughened by the roughening device 32, brought into contact with pigments 40 by the application device 38, cleaned by the cleaning device 42 and/or treated by the fixing device 44.
  • the roughening device 32 is designed to roughen container surfaces of the containers 12.
  • the roughening device 32 can roughen a container surface of a respective container 12 in (at least) one predetermined region 34.
  • the roughening device 32 can have the laser marking system 10 for roughening the container surfaces.
  • a roughening system can generate a preferably steerable or direction-changeable jet with which the container surface can be roughened in a desired manner in the predetermined area 34.
  • the roughening device 32 can have a water jet roughening system, a sand jet roughening system or an ice jet roughening system.
  • a roughening system can have a mask or negative mold, which is preferably exchangeable, and a radiation source.
  • the mask or negative mold can be used to cover areas of the container surface that are not to be roughened and to expose the predetermined areas 34, e.g. through at least one recess or through-opening in the mask or negative mold.
  • the radiation source can preferably emit high-energy radiation.
  • the container surface can be irradiated with the radiation source so that the container surface is roughened in the area or areas not covered by the mask or negative mold, i.e. in the predetermined area 34.
  • a roughening system can roughen the container surface through mechanical contact with an abrasive tool, such as a grinding tool.
  • a roughening system can roughen the container surface by etching or similar.
  • a roughening system may be included in a container manufacturing facility, e.g. a container blow molding machine, such as a container stretch blow molding machine, for roughening the container surface during manufacture of the containers 12.
  • a container manufacturing facility e.g. a container blow molding machine, such as a container stretch blow molding machine, for roughening the container surface during manufacture of the containers 12.
  • the roughening device 32 can be designed to produce sections with different (surface) roughnesses in the predetermined region 34 of the container surface.
  • the different sections can differ, for example, in a mean roughness value (Ra), in a root-mean-squared roughness (rms-rougness), an average roughness depth (Rz) and/or an area-related roughness value (Sa).
  • the different roughnesses can be created, for example, by roughening the sections with different durations, different intensities and/or different (e.g. beam) angles of incidence (with respect to the container surface).
  • the laser marking system 10 can adjust the laser beam intensity, the scanner speed, the dwell time of the laser beam and/or the laser beam angle of incidence to create different roughnesses on the container surface.
  • the control device 36 can operate the roughening device 32 to roughen the predetermined area 34 of a respective container surface of the containers 12.
  • the control device 36 can operate the at least one marking head 16 (see Figure 1) of the laser marking system 10 to roughen the predetermined area 34.
  • the area 34 to be roughened can be specified to the control device 36 by means of the user input device 48.
  • the control device 36 can operate the roughening device 32 to roughen the predetermined area in a predetermined marking form.
  • the predetermined marking form can, for example, have at least one character (e.g. number, letter or symbol), a character sequence (e.g. single-line or multi-line) and/or a decoration.
  • the marking form can be specified to the control device 36 by means of the user input device 48.
  • the control device 36 can operate the roughening device 32 to roughen the predetermined area 34 with the different roughnesses, as has already been described with regard to the configuration of the roughening device 32.
  • the control device 36 can operate the roughening device 32 to roughen the predetermined area 34 with the different roughnesses depending on a desired marking intensity (target marking intensity) and/or a desired contrast (target contrast).
  • the control device 36 can adapt a roughening intensity, a roughening duration and/or a (beam) angle of incidence (onto the container surface) of the roughening device 32 to bring about the different roughnesses.
  • the different roughnesses, the desired marking intensity, the desired contrast, the roughening intensity, the roughening duration and/or the angle of incidence can be specified to the control device 36 by means of the user input device 48.
  • control device 36 can control the roughening device 32 for roughening a first
  • the second roughness can differ from the first roughness (e.g. with respect to mean roughness (Ra), root-mean-squared roughness, average roughness depth (Rz) and/or area-related roughness value (Sa)), e.g. be smaller or larger than the first roughness.
  • Ra mean roughness
  • Rz root-mean-squared roughness
  • Sa area-related roughness value
  • the first portion may be located within the second portion, adjacent to the second portion, or positioned remotely from the second portion.
  • the first portion may be a character or character string
  • the second portion may be a decorative surface partially or completely surrounding the character or character string.
  • the controller 36 may be configured to operate the container conveying system 30.
  • control device 36 can operate the container conveyor system 30 to transport the containers 12, e.g. to move and/or stop them while they are being roughened by the roughening device 32, brought into contact with pigments 40 by the applicator device 38, cleaned by the cleaning device 42 and/or treated by the fixing device 44.
  • control device 36 can operate the container conveyor system 30 or the container holders to rotate the containers 12, e.g. while they are being roughened by the roughening device 32, brought into contact with pigments 40 by the applicator device 38, cleaned by the cleaning device 42 and/or treated by the fixing device 44.
  • the application device 38 applies pigments 40 to the predetermined area 34, which was previously roughened by the roughening device 32.
  • the applied pigments 40 can adhere to the previously roughened, predetermined area 34 through the roughening.
  • the predetermined area 34 can be roughened in such a way that the applied pigments 40 mechanically hook onto the roughened surface and/or adhesion forces act between the applied pigments 40 and the roughened surface (e.g. caused by van der Waals forces). It is also possible for the predetermined area to be roughened to form a (microscopic) capillary structure and for the pigments 40 to adhere to the roughened surface or the capillary structure under capillary action.
  • the application device 38 can, for example, bring the container surface into contact with an atomized pigment powder, a pigment aerosol, a pigment bath or a pigment jet (e.g. liquid or powder pigment jet).
  • the application device 38 can have a treatment chamber in which one or more containers 12 can be brought into contact with the pigments 40.
  • the application device 38 can have a housing. The housing can surround a treatment chamber in which the containers 12 are brought into contact with the pigments 40.
  • the application device 38 can, for example, bring the entire container surface or only the predetermined area 34 into contact with the pigments 40.
  • the application device 38 can have at least one nozzle for dispensing the pigments 40 (e.g. in atomized powder form or in aerosol form or jet form).
  • the at least one nozzle can be directed at the respective container 12 or the predetermined area 34.
  • the application device 38 has an aerosol generator for generating the pigment aerosol.
  • the application device 38 can have a dipping tank for the pigment bath for dipping the predetermined area 34 or the container 12 (partially or completely) into the pigment bath.
  • the pigment bath can be, for example, a pigment powder bath or a liquid pigment bath.
  • the application device 38 can preferably only apply pigments 40 of the same color to the predetermined area 34 or the container surface.
  • the application device 38 can be connected to several pigment sources or to be connectable in an interchangeable manner.
  • the pigment sources can have or provide pigments 40 of different colors.
  • the application device 38 is preferably arranged downstream of the roughening device 32.
  • the cleaning device 42 can remove excess pigments 40 from the container surface after the pigments 40 have been applied by the applicator device 38.
  • the pigments 40 adhering to the roughened, predetermined area 34 cannot be removed or can only be removed to a limited extent. These pigments 40 can adhere more strongly to the container surface than the remaining pigments 40 that have been deposited on the non-roughened areas of the container surface. It is also possible that the pigments in the predetermined area 34 have already been fixed before cleaning, e.g. by the fixing device 44.
  • the cleaning device 42 can suck out the excess pigments 40 using a suction system.
  • the suction system can have one or more suction nozzles with which the excess pigments 40 can be sucked out.
  • at least one suction nozzle can be arranged above the container(s) 12 to be cleaned.
  • the cleaning device 52 can spray or jet clean the containers 12 with a cleaning fluid, e.g. compressed air, using at least one nozzle.
  • a cleaning fluid e.g. compressed air
  • the at least one nozzle can be connected to the environment via a compressor, for example.
  • the cleaning device 52 can wipe the container surfaces, for example with a fabric or a (e.g. windshield) wiper.
  • the particles removed by the cleaning device 42 can be fed back to the application device 38 for (re-)application to container 12.
  • the extracted pigments 40 can be fed to the application device 38.
  • the pigments 40 can, for example, be fed to the application device 38 directly or after reprocessing.
  • the cleaning device 42 can be arranged downstream of the application device 38.
  • the application device 38 and the cleaning device 42 can form, for example, an integrated application and cleaning device in which, for example, the containers 12 can be brought into contact with the pigments 40 in the same treatment chamber and cleaned. It is also possible for the application device 38 and the cleaning device 42 to share a common housing.
  • the cleaning device 42 can be arranged upstream or downstream of the fixing device 44.
  • the fixing device 44 can fix the pigments 40 applied to the roughened, predetermined area 34 on the container surface.
  • the fixing device 44 can apply an at least partially transparent cover layer 46, e.g. a top coat, to fix the pigments 40.
  • the cover layer 46 can, for example, only be applied to the predetermined area 34 or essentially to the entire container surface.
  • the Top layer 46 can be applied by means of a spraying process.
  • the covering layer 46 can be applied, for example, by dipping or immersing in a covering layer bath.
  • the covering layer 46 can be applied, for example, by rolling, rollers, rolling elements or similar.
  • the fixing device 44 may fix the pigments 40 in a different manner, e.g. by irradiation and/or heating.
  • the fixing device 44 can be arranged downstream of the application device 38.
  • the fixing device 44 can be arranged upstream of the container or downstream of the cleaning device 42.
  • the user input device 48 can be designed to enter user inputs or user commands.
  • the user input device 48 can have a keyboard or a touch-sensitive display.
  • the user input device 48 can be arranged on site at the roughening device 32 and the application device 38.
  • the user input device 48 can be a remote user input device, for example.
  • the containers 12 are fed to at least one further device (not shown in the figures) for marking the containers 12 after passing through the device 28, which is designed, for example, like the device 28, but applies pigments 40 of a different colour.
  • the containers 12 can be fed back to the device 28 after passing through the device 28 in order to achieve multi-colored marking, in which case, for example, a different area is specified for roughening by means of the roughening device 32 and, for example, the application device 38 applies pigments 40 of a different color.
  • the containers 12 can be additionally marked as follows, for example.
  • a mono- or multi-chrome design or marking of the containers 12 can be made possible by using a laser system, e.g. the laser marking system 10, or a heat source.
  • chromophoric, irreversible thermochromic pigments, laser additives or similar substances can be applied to the containers or introduced into the container wall. This preparation can be carried out, for example, during container production or separately, e.g. by means of coating, spraying, dipping, etc. It is also conceivable to introduce them directly into the container base material. In the case of PET containers, this can be done, for example, in the same way as the introduction of scavengers or permeation inhibitors, e.g.
  • the pigments, laser additives or similar substances can be characterized by being wavelength and/or thermosensitive. This means that they can react to certain wavelengths, energy doses or exposure times etc. in a predictable manner with a color change or shading effects (grayscale).
  • a mixture of different substances with different sensitivities or sensitivity ranges can enable a wide range of colors and effects.
  • monochrome effects can also be sufficient. This can be the case, for example, if only an increase in contrast and thus an increase in the readability of logos, fonts or codes is necessary, which are formed in the container surface, for example (e.g. in the stretch blow molding process or similar).
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible which also make use of the inventive concept and therefore fall within the scope of protection.
  • the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to.
  • the individual features of independent claim 1 are each disclosed independently of one another.
  • the features of the subclaims are also disclosed independently of all features of independent claim 1 and, for example, independently of the features relating to the presence and/or configuration of the roughening device, the control device and/or the application device of independent claim 1.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. eine Vorrichtung (28) zum Kennzeichnen von Behältern (12) für eine Behälterbehandlungsanlage. Die Vorrichtung (28) weist eine Aufraueinrichtung (32) auf, die dazu ausbildet ist, Behälteroberflächen der Behälter (12) aufzurauen. Die Vorrichtung (28) weist eine Steuereinrichtung (36) auf, die dazu konfiguriert ist, die Aufraueinrichtung (32) zum Aufrauen eines vorgegebenen Bereichs (34) einer jeweiligen Behälteroberfläche der Behälter (12) zu betreiben. Die Vorrichtung (28) weist eine Appliziereinrichtung (38) auf, die dazu ausgebildet ist, Pigmente (40) auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) zum Anhaften an dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) zu applizieren.

Description

BESCHREIBUNG
Vorrichtung und Verfahren zum Kennzeichnen von Behältern
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kennzeichnen von Behältern für eine Behälterbehandlungsanlage. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Kennzeichnen von Behältern.
Technischer Hintergrund
Herkömmlich werden Behälter mehrheitlich mit Etiketten ausgestattet. Typische Varianten sind Papier- oder Kunststoffetiketten, welche mit Heiß- oder Kaltleim oder auch selbstklebend verarbeitet und auf die Behälter aufgebracht werden.
Etiketten können im Recyclingprozess problematisch sein, z. B. wegen der verwendeten Drucktinte, wasserfeste Papiere, Leim usw. Im Rahmen der weltweit zunehmenden Nachhaltigkeitsdiskussionen können hierbei verschiedene Technologie-inhärente Merkmale als nachteilig angesehen werden. Dazu können insbesondere die Verwendung von Kunststoffen zur Behälterdekoration, ein schlechter CO2-Footprint bei der Etikettenherstellung (v.a. Kunststoffe) über Logistik bis hin zur Applikation (v.a. Schrumpfsleeves) und eine eingeschränkte Recyclebarkeit in den üblichen Abfallströmen zählen. Analoge Punkte lassen sich auch bei den Direktbedruckungsverfahren nennen.
Im Prinzip ist es daher wünschenswert, komplett oder weitestgehend auf Etiketten zu verzichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine nachhaltige Technik zum Kennzeichnen zu schaffen, die es ermöglicht, Behälter ohne Etiketten oder zumindest mit verringerter Anzahl an Etiketten zu dekorieren und zu kennzeichnen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Kennzeichnen (z. B. Beschriften und/oder Dekorieren) von Behältern für eine Behälterbehandlungsanlage. Die Vorrichtung weist eine Aufraueinrichtung auf, die dazu ausbildet ist, Behälteroberflächen der Behälter auf- zurauen. Die Vorrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, die dazu konfiguriert ist, die Aufraueinrichtung zum Aufrauen (mindestens) eines vorgegebenen Bereichs einer jeweiligen Behälteroberfläche der Behälter zu betreiben. Die Vorrichtung weist eine Appliziereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, Pigmente auf den (mindestens einen) aufgerauten, vorgegebenen Bereich zum Anhaften an dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich zu applizieren.
Vorteilhaft kann mit der Vorrichtung zumindest eine monochrome Kennzeichnung der Behälter durch Verwendung von Pigmenten ermöglicht werden, die auf vorgegebenen Oberflächenbereichen aufgrund von deren vorheriger Aufrauhung anhaften. Vorteilhaft können die Behälteroberflächen somit gestaltet und mit Informationen versehen werden und dies ohne Verwendung von zusätzlichem Verpackungsmaterial, wie Etiketten. Auch die notwendige Energie über die gesamte Wertschöpfungskette kann reduziert, wodurch der CO2-Fußabdruck sowie die Gesamtkosten reduziert werden können. Vorteilhaft kann die Technik zudem ermöglichen, dass durch Einstellung der Rauigkeit an sich bzw. die Tiefe der rauen Bereiche die Menge der dort anhaftenden Pigmente beeinflusst werden kann, wodurch gezielt die Helligkeit bzw. der Kontrast wie gewünscht anpassbar ist (z. B. Graustufen). Damit kann u.a. auch die Lesbarkeit bzw. Sichtbarkeit von Informationen gegenüber einer reinen Lasermarkierung verbessert werden. Zudem ergeben sich auch neue Gestaltungsmerkmale aus der Kombination von haptischen Effekten an der Behälteroberfläche (Embossings, Rauigkeit als Gestaltungsmerkmal o.ä.) mit optischen Effekten an der Behälteroberfläche.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Aufraueinrichtung ein Lasermarkierungssystem (z. B. mit einem oder mehreren Markierköpfen und/oder mit einer oder mehreren Laserquellen) zum Aufrauen der Behälteroberfläche auf. Vorteilhaft kann die Verwendung des Lasermarkierungsystems eine sehr gezielte und genaue Aufrauhung der Behälteroberflächen ermöglichen und besonders flexibel für unterschiedliche Typen von Behältern (z. B. PET, Glas, Metall) einsetzbar sein. Vorteilhaft kann das Lasermarkierungssystem zudem flexibel ermöglichen, unterschiedliche Rauheiten zu erzeugen und somit eine Einstellung bezüglich der Menge der anhaftenden Pigmente und damit der Farbintensität, des Kontrasts, der Helligkeit usw. vorzunehmen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner ein Behälterfördersystem zum Transportieren der Behälter auf. Vorzugsweise kann das Behälterfördersystem zum Transportieren der Behälter von der Aufraueinrichtung zu der Appliziereinrichtung angeordnet sein. Alternativ o- der zusätzlich kann das Behälterfördersystem beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Behälter während des Aufrauens durch die Aufraueinrichtung und/oder während des Applizierens der Pigmente durch die Appliziereinrichtung zu drehen, vorzugsweise um eine Hochachse des jeweiligen Behälters, und/oder in einer Transportrichtung zu bewegen. Vorteilhaft kann das Behälterfördersystem den Aufbau einer Produktionslinie bzw. die Integration in eine Produktionslinie ermöglichen. Vorteilhaft kann ein für das Aufrauen mittels der Aufraueinrichtung und/oder für das Applizieren der Pigmente mittels der Appliziereinrichtung zur Verfügung stehendes Zeit- und Arbeitsfenster durch das Drehen der Behälter vergrößert werden. Beispielsweise kann der komplette Behälterumfang für das Aufrauen zugänglich sein oder die Pigmente können beim Applizieren gleichmäßig alle Bereiche am Außenumfang der Behälter erreichen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu konfiguriert, die Aufraueinrichtung zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs in einer vorgegebenen Kennzeichnungsform, vorzugsweise aufweisend mindestens ein Zeichen, eine (z. B. einzeilige oder mehrzeilige) Zeichenfolge und/oder ein Dekor, zu betreiben. Vorteilhaft wird somit nicht einfach nur ein großflächiger Bereich der Behälteroberfläche aufgeraut und anschließend pigmentiert, sondern es kann eine gezielte Aufrauhung und anschließende Pigmentierung von feinen Linien, Punkten usw. zum Bilden der Zeichen, der Zeichenfolge oder des Dekors erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu konfiguriert, die Aufraueinrichtung zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs mit unterschiedlichen Rauheiten zu betreiben. Vorzugsweise kann die Aufraueinrichtung zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs mit unterschiedlichen Rauheiten abhängig von einer gewünschten Kennzeichnungsintensität und/oder einem gewünschten Kontrast betrieben werden. Beispielsweise kann die Aufraueinrichtung zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs mit unterschiedlichen Rauheiten durch Verändern einer Aufrauintensität, einer Aufraudauer und/oder eines Strahleinfallswinkels auf die Behälteroberfläche betrieben werden. Vorteilhaft können damit individuell Kontraste und Helligkeiten eingestellt werden, wodurch sich bspw. die Schärfe und ggf. Lesbarkeit der Kennzeichnung wesentlich verbessern lässt.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu konfiguriert, die Aufraueinrichtung zum Aufrauen eines ersten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs mit einer ersten Rauheit und eines zweiten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs mit einer zweiten Rauheit, die sich von der ersten Rauheit unterscheidet (z. B. kleiner oder größer ist), zu betreiben, wobei vorzugsweise der erste Abschnitt innerhalb des zweiten Abschnitts liegt oder der erste Abschnitt an den zweiten Abschnitt angrenzt. Wie bereits erwähnt, können damit vorteilhaft individuell Kontraste und Helligkeiten eingestellt werden, wodurch sich bspw. die Schärfe und ggf. Lesbarkeit der Kennzeichnung wesentlich verbessern lässt. Vorzugsweise kann die Vorrichtung ferner eine Benutzereingabeeinrichtung aufweisen, mit der der (mindestens eine) vorgegebene Bereich, die vergebene Kennzeichnungsform, die gewünschte Kennzeichnungsintensität, der gewünschte Kontrast, die Aufrauintensität, die Aufraudauer, der Strahleinfallswinkel und/oder die (z. B. erste oder zweite) Rauheit(en) vorgebbar und bspw. an die Steuereinrichtung übertragbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Appliziereinrichtung dazu ausgebildet, zum Applizieren der Pigmente die Behälter mit einem zerstäubten Pigmentpulver, einem Pigmentaerosol, einem Pigmentbad oder einem Pigmentstrahl in Kontakt zu bringen. Vorteilhaft können die Pigmente auf diese Weise an den Behälteroberflächen vorbeigeführt und spezifisch in dem (mindestens einen) aufgerauten Bereichen gebunden werden (z. B. durch mechanisches Verhaken, Adhäsion, Kapillarkräfte usw.).
In einer Ausführungsvariante weist die Vorrichtung ferner eine Fixiereinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich applizierten Pigmente auf der Behälteroberfläche zu fixieren. Vorteilhaft lässt sich somit die Stabilität der Kennzeichnung im Nachgang erhöhen.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Fixiereinrichtung dazu ausgebildet, zum Fixieren der auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich applizierten Pigmente eine Deckschicht, vorzugsweise einen Decklack, auf zumindest den vorgegebenen Bereich aufzubringen. Vorteilhaft kann die Aufbringung der Deckschicht auf einfache und zuverlässige Weise eine Fixierung der Pigmente ermöglichen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Fixiereinrichtung dazu ausgebildet sein, die auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich applizierten Pigmente mittels Bestrahlung (z. B. Licht, beispielsweise UV- Licht; und/oder Wärmestrahlung) und/oder mittels Temperaturveränderung (z. B. Erwärmen oder Abkühlen des jeweiligen Behälters) zu fixieren.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner eine Reinigungseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, überschüssige Pigmente von der Behälteroberfläche zu entfernen. Vorteilhaft können damit auf einfache Weise ungewünschte Pigmente von der Behälteroberfläche entfernt werden, da diese nicht so stark an der Behälteroberfläche anhaften, wie die in dem aufgerauten Bereich eingedrungenen Pigmente. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Reinigungseinrichtung dazu ausgebildet ist, die überschüssigen Pigmente mittels Absaugen, Abwischen und/oder Strahlreinigen (z. B. mit einem Druckluftstrahl) von der Behälteroberfläche zu entfernen. Alternativ oder zusätzlich kann die Reinigungseinrichtung dazu ausgebildet sein, die entfernten Pigmente der Appliziereinrichtung zuzuführen (z. B. direkt oder nach Wiederaufbereitung). Vorteilhaft können die überschüssigen Pigmente somit beispielsweise durch gezielte Strömungsführung abgeführt/abgesaugt werden. Mittels einer Rückführung, ggf. nach erfolgter Wiederaufbereitung, kann ein Verbrach der Pigmente wesentlich reduziert werden.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung in einer Behälterbehandlungsanlage zum Herstellen, Reinigen, Beschichten, Prüfen, Abfüllen, Verschließen, Kennzeichnen und/oder Verpacken von Behältern für flüssige Medien, vorzugsweise Getränke oder flüssige Nahrungsmittel, umfasst ist.
Beispielsweise können die Behälter als Flaschen, Dosen, Kanister, Kartons, Flakons usw. ausgeführt sein.
Vorzugsweise kann sich der Begriff „Steuereinrichtung" auf eine Elektronik (z. B. ausgeführt als eine Treiberschaltung oder mit Mikroprozessor(en) und Datenspeicher) und/oder eine mechanische, pneumatische und/oder hydraulische Steuerung beziehen, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben und/oder Verarbeitungsaufgaben übernehmen kann. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern" verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln" bzw. „Steuern mit Rückkopplung" und/oder „Verarbeiten" umfasst bzw. gemeint sein.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Kennzeichnen von Behältern, vorzugsweise mittels einer Vorrichtung wie hierin offenbart und/oder in einer Behälterbehandlungsanlage. Das Verfahren weist ein Aufrauen eines vorgegebenen Bereichs einer jeweiligen Behälteroberfläche der Behälter mittels einer Aufraueinrichtung, vorzugsweise aufweisend ein Lasermarkierungssystem, auf. Das Verfahren weist ein Applizieren von Pigmenten auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich der jeweiligen Behälteroberfläche des Behälters zum Kennzeichnen des Behälters mittels einer Appliziereinrichtung auf, wobei die applizierten Pigmente an dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich anhaften, vorzugsweise durch mechanisches Verhaken, Adhäsion (z. B. bewirkt durch van-der- Waals-Kräfte) und/oder unter Kapillarwirkung mit dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich. Vorteilhaft lassen sich mit dem Verfahren die gleichen Vorteile erzielen, die bereits unter Bezugnahme auf die Vorrichtung beschrieben wurden. Selbiges gilt für die untenstehend aufgeführten bevorzugten Ausführungsbeispiele des Verfahrens. In einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufrauen des vorgegebenen Bereichs in einer vorgegebenen Kennzeichnungsform, vorzugsweise aufweisend mindestens ein Zeichen, eine (z. B. einzeilige oder mehrzeilige) Zeichenfolge und/oder ein Dekor.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufrauen des vorgegebenen Bereichs mit unterschiedlichen Rauheiten (z. B. abhängig von einer gewünschten Kennzeichnungsintensität und/oder einem gewünschten Kontrast und/oder durch Verändern einer Aufrauintensität und/oder einer Aufraudauer und/oder eines Strahleinfallswinkels auf die Behälteroberfläche(n)).
In einer Ausführungsform weist das Aufrauen des vorgegebenen Bereichs ein Aufrauen eines ersten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs mit einer ersten Rauheit und eines zweiten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs mit einer zweiten Rauheit, die sich von der ersten Rauheit unterscheidet (z. B. kleiner oder größer ist), auf (, wobei vorzugsweise der erste Abschnitt innerhalb des zweiten Abschnitts liegt oder der erste Abschnitt an den zweiten Abschnitt angrenzt).
In einer weiteren Ausführungsform werden die Behälter während des Aufrauens und/oder des Applizierens mittels eines Behälterförderers (z. B. um eine Hochachse des jeweiligen Behälters) gedreht und/oder in einer Transportrichtung bewegt.
In einer Ausführungsvariante weist das Applizieren der Pigmente ein In-Kontakt-Bringen der Behälter mit einem zerstäubten Pigmentpulver, einem Pigmentaerosol, einem Pigmentbad oder einem Pigmentstrahl auf.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist das Verfahren ferner ein Fixieren der auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich applizierten Pigmente auf der Behälteroberfläche, vorzugsweise durch Aufträgen einer Deckschicht, besonders bevorzugt eines Decklacks, mittels einer Fixiereinrichtung auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Fixieren bspw. durch Bestrahlen (z. B. mit Licht, beispielsweise UV-Licht; und/oder Wärmestrahlung) und/oder durch Temperaturverändern (z. B. Erwärmen oder Abkühlen des jeweiligen Behälters) mittels einer Fixiereinrichtung erfolgen.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Reinigen der Behälteroberflächen der Behälter zum Entfernen von überschüssigen Pigmenten (z. B. auf der gesamten Behälteroberfläche oder zumindest von dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich) mittels einer Reinigungseinrichtung auf. Vorzugsweise können die überschüssigen Pigmente mittels Absaugen, Abwischen und/oder Strahlreinigen (z. B. mit einem Druckluftstrahl) von der Behälteroberfläche entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich können die entfernten Pigmente zum Applizieren der entfernten Pigmente (z. B. mittels der Appliziereinrichtung) wiederverwendet werden (z. B. direkt oder nach Wiederaufbereitung).
Es ist möglich, dass die Behälteroberflächen ein Relief oder eine Prägung, z. B. Embossing, aufweisen, und dass der vorgegebene Bereich sich zumindest teilweise über das Relief oder die Prägung erstreckt oder einer geometrischen Ausdehnung des Reliefs oder der Prägung im Wesentlichen entspricht.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.
Figure imgf000009_0001
der Figuren
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Lasermarkierungssystems bzw. Laseraufrauhungssystems;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Vorrichtung zum Kennzeichen von Behältern; und
Figur 3 ein schematischer Ablauf eines Verfahrens zum Kennzeichnen von Behältern.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die Figur 1 zeigt ein Lasermarkierungssystem (Laseraufrauhungssystem) 10 zum Lasermarkieren (Laseraufrauen) von Behältern 12. Beispielsweise kann beim Lasermarkieren durch den Laserstrahl und die damit auf der Oberfläche des Behälters 12 entstehende Wärme eine physikalische Veränderung der Oberfläche des Behälters 12 bewirkt werden (z. B. Weißbruch bei PET-Behältern), sodass gewünschte Zeichen auf die Oberfläche lasermarkiert werden können. Beim Lasermarkieren kann eine Behälteroberfläche des jeweiligen Behälters 12 aufgeraut werden. Das Lasermarkie- rungssystem 10 kann auch als Laserkennzeichnungssystem, Lasercodiersystem oder Laserbeschriftungssystem bezeichnet werden. Bevorzugt kann das Lasermarkierungssystem 10 ein CO2-Laser- markierungssystem, ein Faser-Lasermarkierungssystem oder ein UV-Lasermarkierungssystem sein.
Bevorzugt kann das Lasermarkierungssystem 10 eine Laserquelle 14 und einen Markierkopf 16 aufweisen.
Die Laserquelle 14 kann beispielsweise als eine Laserröhre ausgeführt sein. Die Laserröhre kann versiegelt sein. Die Laserröhre kann mit einem Gas, z. B. aufweisend CO2, oder Gasgemisch, z. B. CO2-N2-He-Gasgemisch, gefüllt sein. In der Laserröhre können ebenfalls Elektroden angeordnet sein. An die Elektroden kann eine Versorgungseinheit angeschlossen sein (nicht dargestellt in Figur 1). Die Versorgungseinheit kann die Laserquelle 14 mit elektrischer Energie versorgen. Mittels einer bspw. hochfrequenten Spannung können Moleküle, z. B. CO2-Moleküle, in der Laserröhre zum Schwingen und damit zum Aussenden eines Laserstrahls angeregt werden. Die Laserquelle 14 kann auch als Oszillator bezeichnet werden.
Der von der Laserquelle 14 erzeugte Laserstrahl kann direkt oder über Spiegel zu dem Markierkopf 16 geleitet oder gelenkt werden. Es ist möglich, dass zwischen der Laserquelle 14 und dem Markierkopf 16 beispielsweise ein sogenanntes Teleskop zum Aufweiten des Laserstrahls angeordnet ist.
Der Markierkopf 16 kann vorzugsweise zwei bewegbare Spiegel 18 und 22 sowie zwei Antriebe 20 und 24 aufweisen. Der Markierkopf 16 kann ferner eine Fokussierlinse 26 aufweisen. Der Markierkopf 16 kann auch als Codierkopf, Kennzeichnungskopf oder Schreibkopf bezeichnet werden.
Der erste Antrieb 20 kann den ersten Spiegel 18 um eine erste Achse (z. B. x-Achse) drehen. Der erste Spiegel 18 kann bspw. auch als beweglicher Scanner-Spiegel, z. B. X-Scanner-Spiegel, bezeichnet werden. Der zweite Antrieb 24 kann den zweiten Spiegel 22 um eine zweite Achse (z. B. y-Achse) drehen. Der zweite Spiegel 22 kann bspw. auch als beweglicher Scanner-Spiegel, z. B. Y-Scanner- Spiegel, bezeichnet werden. Die erste Achse und die zweite Achse können bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.
Die durch die Antriebe 20, 24 bewegten Spiegel 18, 22 können den Laserstrahl, entsprechend der gewünschten Lasermarkierung lenken. Der Laserstrahl kann sich dadurch bspw. schreibend über die Oberfläche des Behälters 12 bewegen. Bevorzugt kann sich der Laserstrahl innerhalb eines Markierungsfeldes, das dem jeweiligen Markierkopf 16 zugeordnet ist, über die Oberfläche des Behälters 12 bewegen.
Bevor der Laserstrahl auf die Oberfläche des Behälters 12 trifft, kann er noch mittels der Fokussierlinse 26 fokussiert werden. Die Fokussierlinse 26 kann auch als Kondensorlinse bezeichnet werden. Die Fokussierlinse 26 kann beispielsweise eine F-Theta-Linse sein. Je nach Konfiguration kann die Fokussierlinse 26 innerhalb oder außerhalb des Markierkopfes 16 angeordnet sein.
Es ist möglich, dass das Lasermarkierungssystem 10 mehrere Markierköpfe 16 aufweist. Die mehreren Markierköpfe 16 können bspw. seitlich nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein. Beispielsweise können zwei, drei oder mehr Markierköpfe 16 umfasst sein.
Jeder Markierkopf 16 kann mit einer eigenen Laserquelle 14 verbunden sein, die einen Laserstrahl zu dem jeweiligen Markierkopf 16 aussenden kann. Entsprechend kann das Lasermarkierungssystem 10 mehrere Laserquellen 14 aufweisen.
Es ist auch möglich, dass mehrere Markierköpfe 16 ihren jeweiligen Laserstrahl von derselben Laserquelle 14 empfangen. Beispielsweise kann ein Strahlverteiler zwischen der Laserquelle 14 und mehreren Markierköpfen 16 angeordnet sein. Der Strahlverteiler kann beispielsweise einen von der Laserquelle 14 empfangenen Laserstrahl in mehrere Laserstrahlen teilen und diese zu den mehreren Markierköpfen 16 leiten.
Sofern mehrere Laserquellen 14 umfasst sind, können diese bspw. baugleich ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Laserquellen 14 zumindest teilweise unterschiedlich ausgeführt sind, um unterschiedliche Effekte (z. B. Farbeffekte) beim Lasermarkieren der Behälter 12 bewirken zu können.
Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Vorrichtung 28 und ein zugehöriges Verfahren zum Kennzeichnen von Behältern 12.
Die Vorrichtung 28 (siehe Figur 2) weist eine Aufraueinrichtung 32, eine Steuereinrichtung 36 und eine Appliziereinrichtung 38 auf. Optional kann die Vorrichtung 28 ein Behälterfördersystem 30, eine Reinigungseinrichtung 42, eine Fixiereinrichtung 44 und/oder eine Benutzereingabeeinrichtung 48 aufweisen. Das zugehörige Verfahren (siehe Figur 3) weist ein Aufrauen (Verfahrensschritt S10) mittels der Aufraueinrichtung 32 und, nach dem Aufrauen, ein Applizieren (Verfahrensschritt S12) mittels der Appliziereinrichtung 38 auf. Optional kann das Verfahren nach dem Applizieren (Verfahrensschritt S12) bspw. ein Reinigen (Verfahrensschritt S14) mittels der Reinigungsvorrichtung 42 und/oder ein Fixieren (Verfahrensschritt S16) mittels der Fixiereinrichtung 44 aufweisen. Das Reinigen (Verfahrensschritt S14) kann vor oder nach dem Fixieren (Verfahrensschritt S16) erfolgen.
Wie in Figur 2 dargestellt ist, ist das Behälterfördersystem 30 zum Transportieren der Behälter 12 in mindestens einer Transportrichtung T ausgeführt. Beispielsweise kann das Behälterfördersystem 30 mehrere miteinander verbundene Behälterförderer oder einen einzelnen Behälterförderer aufweisen.
Das Behälterfördersystem 30 kann die Aufraueinrichtung 32, die Appliziereinrichtung 38, die Reinigungseinrichtung 42 und/oder die Fixiereinrichtung 44 miteinander verbinden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Behälterfördersystem 30 die Behälter 12 durch die Aufraueinrichtung 32, die Appliziereinrichtung 38, die Reinigungseinrichtung 42 und/oder die Fixiereinrichtung 44 oder entlang der Aufraueinrichtung 32, der Appliziereinrichtung 38, der Reinigungseinrichtung 42 und/oder der Fixiereinrichtung 44 transportieren.
Bevorzugt kann das Behälterfördersystem 30 dazu ausgebildet sein, die Behälter 12 zu transportieren, während sie von der Aufraueinrichtung 32 aufgeraut, von der Appliziereinrichtung 38 mit Pigmenten 40 in Kontakt gebracht, von der Reinigungseinrichtung 42 gereinigt und/oder von der Fixiereinrichtung 44 behandelt werden.
Es ist auch möglich, dass das Behälterfördersystem 30 die jeweiligen Behälter 12 anhält, während sie von der Aufraueinrichtung 32 aufgeraut, von der Appliziereinrichtung 38 mit Pigmenten 40 in Kontakt gebracht, von der Reinigungseinrichtung 42 gereinigt und/oder von der Fixiereinrichtung 44 behandelt werden.
Beispielsweise kann mindestens ein Behälterförderer des Behälterfördersystems 30 ein Rundläufer-Behälterförderer (Behälterfördererkarussell) sein.
Beispielsweise kann mindestens ein Behälterförderer des Behälterfördersystems 30 ein Linear-Be- hälterförderer sein. Der Linear-Behälterförderer kann beispielsweise ein, vorzugsweise umlaufendes, Förderelement zum Transportieren der Behälter 12 aufweisen. Der Linear-Behälterförderer kann beispielsweise ein Band-, Gurt-, Riemen-, Ketten- oder Plattenförderer sein. Es ist auch möglich, dass der Linear-Behälterförderer als ein Langstator-Linearmotor-Behälterförderer oder (magnetischer) Planarmotor-Antrieb-Behälterförderer ausgeführt ist, der die Behälter 12 mittels Bewegungsvorrichtungen (mover, shuttle) unabhängig voneinander bewegen kann.
Das Behälterfördersystem 30 kann die Behälter 12 beim Transportieren, vorzugsweise bodenseitig, umfangsseitig und/oder mündungsseitig, abstützen.
Das Behälterfördersystem 30 kann optional Behälterhalterungen zum Abstützen jeweils eines oder mehrerer Behälter 12 aufweisen. Die Behälterhalterungen können die Behälter 12 vorzugsweise im Basehandling oder Neckhandling halten.
Es ist möglich, dass das Behälterfördersystem 30 oder zumindest ein Behälterförderer eines mehrere Behälterförderer umfassenden Behälterfördersystems 30 keine gesonderten Behälterhalterungen aufweist und bspw. die Behälter 12 einfach auf einem, vorzugsweise umlaufenden, Förderelement (z. B. Band, Gurt, Riemen, Ketten oder Platten) des Behälterfördersystem 30 abgestützt sind.
Beispielsweise können die Behälterhalterungen jeweils einen Behälter abstützen. Die Behälterhalterungen können beispielsweise jeweils einen Behälterteller (z. B. Behälterdrehteller), eine Zentrierglocke, eine Behälterklammer und/oder eine Aufblasvorrichtung aufweisen.
Bevorzugt kann das Behälterfördersystem 30 dazu ausgebildet sein, die transportierten Behälter 12 zu drehen, vorzugsweise um eine eigene Hochachse des jeweiligen Behälters. Vorzugsweise können die Behälterhalterungen zum Drehen der Behälter 12 drehbar sein.
Besonders bevorzugt kann das Behälterfördersystem 30 dazu ausgebildet sein, die transportierten Behälter 12 zu drehen, während sie von der Aufraueinrichtung 32 aufgeraut, von der Appliziereinrichtung 38 mit Pigmenten 40 in Kontakt gebracht, von der Reinigungseinrichtung 42 gereinigt und/oder von der Fixiereinrichtung 44 behandelt werden.
Die Aufraueinrichtung 32 ist dazu ausbildet, Behälteroberflächen der Behälter 12 aufzurauen. Die Aufraueinrichtung 32 kann eine Behälteroberfläche eines jeweiligen Behälters 12 in (mindestens) einem vorgegebenen Bereich 34 aufrauen. Besonders bevorzugt kann die Aufraueinrichtung 32 das Lasermarkierungssystem 10 zum Aufrauen der Behälteroberflächen aufweisen. Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, dass die Aufraueinrichtung 32 mindestens ein zusätzliches oder alternatives Aufrausystem zum Aufrauen der Behälteroberfläche aufweist, bevorzugt zum berührungslosen Aufrauen der Behälteroberflächen der Behälter 12.
Beispielsweise kann ein Aufrausystem einen, vorzugsweisen lenkbaren bzw. richtungsveränderbaren, Strahl erzeugen, mit dem die Behälteroberfläche auf eine gewünschte Weise in dem vorgegebenen Bereich 34 aufgeraut werden kann. Beispielsweise kann die Aufraueinrichtung 32 ein Was- serstrahl-Aufrausystem, ein Sandstrahl-Aufrausystem oder ein Eisstrahl-Aufrausystem aufweisen.
Beispielsweise kann ein Aufrausystem eine, vorzugsweise wechselbare, Maske oder Negativform und eine Strahlungsquelle aufweisen. Mit der Maske oder Negativform können nicht aufzurauende Bereiche der Behälteroberfläche abgedeckt und der vorgegebene Bereiche 34, z. B. durch mindestens einer Aussparung bzw. Durchgangsöffnung in der Maske oder Negativform, freigegeben werden. Bevorzugt kann die Strahlungsquelle eine hochenergetische Strahlung abgeben. Mit der Strahlungsquelle kann die Behälteroberfläche bestrahlt werden, sodass die Behälteroberfläche in dem oder den nicht von der Maske oder Negativform abgedeckten Bereichen, d.h. in dem vorgegebenen Bereich 34, aufgeraut wird.
Beispielsweise kann ein Aufrausystem die Behälteroberfläche durch mechanischen Kontakt mit einem abrasiven Werkzeug, z. B. einem Schleifwerkzeug, aufrauen.
Beispielsweise kann ein Aufrausystem die Behälteroberfläche durch Anätzen o.Ä. aufrauen.
Beispielsweise kann ein Aufrausystem in einer Behälterherstelleinrichtung, z. B. einer Behälterblasmaschine, wie Behälterstreckblasmaschine, umfasst sein, zum Aufrauen der Behälteroberfläche bei der Herstellung der Behälter 12.
Die Aufraueinrichtung 32 kann dazu ausgebildet sein, Abschnitte mit unterschiedlichen (Oberflächen-) Rauheiten in dem vorgegebenen Bereich 34 der Behälteroberfläche zu erzeugen.
Die unterschiedlichen Abschnitte können sich bspw. in einem Mittenrauhwert (Ra), in einer quadratischen Rauheit (rms-rougness bzw. root-mean-squared-roughness), einer gemittelten Rautiefe (Rz) und/oder einem flächenbezogenen Rauheitswert (Sa) unterscheiden. Die unterschiedlichen Rauheiten können bspw. dadurch erzeugt werden, dass die Abschnitte mit unterschiedlichen Dauern, unterschiedlichen Intensitäten und/oder unterschiedlichen (z. B. Strahl- ) Einfallswinkeln (bezüglich der Behälteroberfläche) aufgeraut werden. Beispielseise kann das Lasermarkierungssystem 10 die Laserstrahlintensität, die Scanner-Geschwindigkeit, die Verweildauer des Laserstrahls und/oder den Laserstrahleinfallswinkel anpassen, um unterschiedliche Rauheiten auf der Behälteroberfläche zu erzeugen.
Die Steuereinrichtung 36 kann die Aufraueinrichtung 32 zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs 34 einer jeweiligen Behälteroberfläche der Behälter 12 betreiben. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 36 den mindestens einen Markierkopf 16 (siehe Figur 1) des Lasermarkierungssystem 10 zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs 34 betreiben. Beispielsweise kann der Steuereinrichtung 36 mittels der Benutzereingabeeinrichtung 48 der aufzurauende Bereich 34 vorgegeben werden.
Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung 36 die Aufraueinrichtung 32 zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs in einer vorgegebenen Kennzeichnungsform betreiben. Die vorgegebene Kennzeichnungsform kann bspw. mindestens ein Zeichen (z. B. Zahl, Buchstabe oder Symbol), eine (z. B. einzeilige oder mehrzeilige) Zeichenfolge und/oder ein Dekor, aufweisen. Beispielsweise kann der Steuereinrichtung 36 mittels der Benutzereingabeeinrichtung 48 die Kennzeichnungsform vorgegeben werden.
Besonders bevorzugt kann die Steuereinrichtung 36 die Aufraueinrichtung 32 zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs 34 mit den unterschiedlichen Rauheiten betreiben, wie bereits bezüglich der Konfiguration der Aufraueinrichtung 32 beschrieben wurde. Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung 36 die Aufraueinrichtung 32 zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs 34 mit den unterschiedlichen Rauheiten abhängig von einer gewünschten Kennzeichnungsintensität (Soll-Kennzeichnungsintensität) und/oder einem gewünschten Kontrast (Soll-Kontrast) betreiben. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 36 eine Aufrauintensität, eine Aufraudauer und/oder einen (Strahl-) Einfallswinkel (auf die Behälteroberfläche) der Aufraueinrichtung 32 zum Bewirken der unterschiedlichen Rauheiten anpassen. Beispielsweise können der Steuereinrichtung 36 mittels der Benutzereingabeeinrichtung 48 die unterschiedlichen Rauheiten, die gewünschte Kennzeichnungsintensität, der gewünschte Kontrast, die Aufrauintensität, die Aufraudauer und/oder der Einfallswinkel vorgegeben werden.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 36 die Aufraueinrichtung 32 zum Aufrauen eines ersten
Abschnitts des vorgegebenen Bereichs 34 mit einer ersten Rauheit und eines zweiten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs 34 mit einer zweiten Rauheit betreiben. Die zweite Rauheit kann sich von der ersten Rauheit (z. B. bezüglich Mittenrauhwert (Ra), quadratischer Rauheit (rms-rougness bzw. root-mean-squared-roughness), gemittelter Rautiefe (Rz) und/oder flächenbezogenen Rauheitswert (Sa)) unterscheiden, z. B. kleiner oder größer sein als die erste Rauheit.
Der erste Abschnitt kann bspw. innerhalb des zweiten Abschnitts liegen, an den zweiten Abschnitt angrenzen oder entfernt von dem zweiten Abschnitt positioniert sein. Beispielsweise kann der erste Abschnitt ein Zeichen oder eine Zeichenfolge sein, und der zweite Abschnitt kann eine Dekorfläche sein, die das Zeichen oder die Zeichenfolge teilweise oder vollständig umgibt.
Die Steuereinrichtung 36 kann dazu konfiguriert sein, das Behälterfördersystem 30 zu betreiben.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 36 das Behälterfördersystem 30 zum Transportieren der Behälter 12 betreiben, z. B. zum Bewegen und/oder Anhalten, während sie von der Aufraueinrichtung 32 aufgeraut, von der Appliziereinrichtung 38 mit Pigmenten 40 in Kontakt gebracht, von der Reinigungseinrichtung 42 gereinigt und/oder von der Fixiereinrichtung 44 behandelt werden.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 36 das Behälterfördersystem 30 oder die Behälterhalterungen zum Drehen der Behälter 12 betreiben, z. B. während sie von der Aufraueinrichtung 32 aufgeraut, von der Appliziereinrichtung 38 mit Pigmenten 40 in Kontakt gebracht, von der Reinigungseinrichtung 42 gereinigt und/oder von der Fixiereinrichtung 44 behandelt werden.
Die Appliziereinrichtung 38 appliziert Pigmente 40 auf den vorgegebenen Bereich 34, der zuvor von der Aufraueinrichtung 32 aufgeraut wurde. Die applizierten Pigmente 40 können an dem zuvor aufgerauten, vorgegebenen Bereich 34 durch die Aufrauhung anhaften. Bevorzugt kann der vorgegebene Bereich 34 derart aufgeraut sein, dass sich die applizierten Pigmente 40 mechanisch mit der aufgerauten Oberfläche verhaken und/oder Adhäsionskräfte zwischen den applizierten Pigmenten 40 und der aufgerauten Oberfläche wirken (z. B. bewirkt durch van-der-Waals-Kräfte). Es ist auch möglich, dass der vorgegebene Bereich zum Ausbilden einer (mikroskopischen) Kapillarstruktur aufgeraut wird und die Pigmente 40 unter Kapillarwirkung an der aufgerauten Oberfläche bzw. der Kapillarstruktur anhaften.
Bevorzugt kann die Appliziereinrichtung 38 beispielsweise die Behälteroberfläche mit einem zerstäubten Pigmentpulver, einem Pigmentaerosol, einem Pigmentbad oder einem Pigmentstrahl (z. B. Flüssig- oder Pulverpigmentstrahl) in Kontakt zu bringen. Beispielsweise kann die Appliziereinrichtung 38 eine Behandlungskammer aufweisen, in der ein cider mehrere Behälter 12 mit den Pigmenten 40 in Kontakt gebracht werden können. Bevorzugt kann die Appliziereinrichtung 38 ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann eine Behandlungskammer, in der die Behälter 12 mit den Pigmenten 40 in Kontakt gebracht werden, umgeben.
Die Appliziereinrichtung 38 kann beispielsweise die gesamte Behälteroberfläche oder nur den vorgegebenen Bereich 34 mit den Pigmenten 40 in Kontakt bringen.
Beispielsweise kann die Appliziereinrichtung 38 mindestens eine Düse zum Abgeben der Pigmente 40 (z. B. in zerstäubter Pulverform oder in Aerosolform oder Strahlform) aufweisen. Die mindestens eine Düse kann auf den jeweiligen die Behälter 12 oder den vorgegebenen Bereich 34 gerichtet sein.
Es ist möglich, dass die Appliziereinrichtung 38 einen Aerosolgenerator zum Erzeugen des Pigmentaerosols aufweisen.
Es ist auch möglich, dass die Appliziereinrichtung 38 einen Tauchtank für das Pigmentbad zum Eintauchen des vorgegebenen Bereichs 34 oder der Behälter 12 (teilweise oder vollständig) in das Pigmentbad aufweist. Das Pigmentbad kann bspw. ein Pigmentpulverbad oder ein flüssiges Pigmentbad sein.
Während eines Appliziervorgangs kann die Appliziereinrichtung 38 bevorzugt nur (färb-) gleiche Pigmente 40 auf den vorgegebenen Bereich 34 bzw. die Behälteroberfläche applizieren.
Es ist möglich, dass die Appliziereinrichtung 38 mit mehreren Pigmentquellen verbunden oder wechselbar verbindbar ist. Die Pigmentquellen können (färb-) unterschiedliche Pigmente 40 aufweisen bzw. bereitstellen.
Die Appliziereinrichtung 38 ist bevorzugt behälterstromstromabwärts von der Aufraueinrichtung 32 angeordnet.
Die Reinigungseinrichtung 42 kann überschüssige Pigmente 40 von der Behälteroberfläche entfernen, nachdem die Pigmente 40 von der Appliziereinrichtung 38 appliziert wurden.
Beim Reinigen können die an dem aufgerauten, vorgegebene Bereich 34 anhaftenden Pigmente 40 nicht oder nur unwesentlich entfernt werden. Diese Pigmente 40 können nämlich stärker an der Behälteroberfläche anhaften als die übrigen Pigmente 40, die sich auf den nicht aufgerauten Bereichen der Behälteroberfläche abgelagert haben. Es ist auch möglich, dass die Pigmente in dem vorgegebene Bereich 34 vor dem Reinigen bereits fixiert wurden, z. B. von der Fixiereinrichtung 44.
Beispielsweise kann die Reinigungseinrichtung 42 die überschüssigen Pigmente 40 mittels eines Absaugsystems absaugen. Beispielsweise kann das Absaugsystem eine oder mehrere Saugdüsen aufweisen, mit der die überschüssigen Pigmente 40 abgesaugt werden können. Vorzugsweise kann mindestens eine Saugdüse oberhalb von dem zu reinigenden Behälter(n) 12 angeordnet sein.
Die Reinigungseinrichtung 52 kann die Behälter 12 beispielsweise mittels mindestens einer Düse mit einem Reinigungsfluid, z. B. Druckluft, besprühen oder Strahlreinigen. Die mindestens eine Düse kann beispielsweise über einen Verdichter mit der Umgebung verbunden sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Reinigungseinrichtung 52 die Behälteroberflächen bspw. mit einem Gewebe oder einem (z. B. Scheiben-) Wischer abwischen.
Bevorzugt können die von der Reinigungseinrichtung 42 entfernten Partikel wieder der Appliziereinrichtung 38 zum (erneuten) Applizieren auf Behälter 12 zugeführt werden. Beispielweise können die abgesaugten Pigmente 40 zu der Appliziereinrichtung 38 geleitet werden. Die Pigmente 40 können beispielsweise direkt oder nach einer Wiederaufbereitung zu der Appliziereinrichtung 38 zugeführt werden.
Die Reinigungseinrichtung 42 kann behälterstromabwärts von der Appliziereinrichtung 38 angeordnet sein. Alternativ können die Appliziereinrichtung 38 und die Reinigungseinrichtung 42 beispielsweise eine integrierte Applizier- und Reinigungseinrichtung bilden, in der bspw. die Behälter 12 in der gleichen Behandlungskammer mit den Pigmenten 40 in Kontakt gebracht und gereinigt werden können. Es ist auch möglich, dass sich die Appliziereinrichtung 38 und die Reinigungseinrichtung 42 ein gemeinsames Gehäuse teilen.
Die Reinigungseinrichtung 42 kann behälterstromaufwärts oder behälterstromabwärts von der Fixiereinrichtung 44 angeordnet sein.
Die Fixiereinrichtung 44 kann die auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich 34 applizierten Pigmente 40 auf der Behälteroberfläche fixieren. Beispielsweise kann die Fixiereinrichtung 44 eine zumindest teilweise transparente Deckschicht 46, z. B. einen Decklack (top coat), aufbringen, um die Pigmente 40 zu fixieren. Die Deckschicht 46 kann beispielsweise nur auf den vorgegebenen Bereich 34 oder im Wesentlichen auf die gesamte Behälteroberfläche aufgebracht werden. Bspw. kann die Deckschicht 46 mittels eines Sprühverfahrens aufgebracht werden. Alternativ kann die Deckschicht
46 bspw. durch Dippen bzw. Eintauchen in ein Deckschichtbad aufgebracht werden. Alternativ kann die Deckschicht 46 bspw. durch Walzen, Rollen, Wälzkörper o.Ä. aufgebracht werden.
Es ist jedoch auch möglich, dass die Fixiereinrichtung 44 die Pigmente 40 auf eine andere Art und Weise fixiert, z. B. durch Bestrahlung und/oder Erwärmung.
Die Fixiereinrichtung 44 kann behälterstromabwärts von der Appliziereinrichtung 38 angeordnet sein. Die Fixiereinrichtung 44 kann behälterstromaufwärts oder behälterstromabwärts von der Reinigungseinrichtung 42 angeordnet sein.
Die Benutzereingabeeinrichtung 48 kann zum Eingeben von Benutzereingaben bzw. Benutzerbefehlen ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Benutzereingabeeinrichtung 48 eine Tastatur oder eine berührungsempfindliche Anzeige aufweisen. Die Benutzereingabeeinrichtung 48 kann vor Ort bei der Aufraueinrichtung 32 und der Appliziereinrichtung 38 angeordnet sein. Alternativ kann die Benutzereingabeeinrichtung 48 bspw. eine Remote-Benutzereingabeeinrichtung sein.
Es ist möglich, dass die Behälter 12 zum Erzielen einer mehrfarbigen Kennzeichnung nach dem Durchlauf durch die Vorrichtung 28 mindestens einer weiteren Vorrichtung (nicht in den Figuren dargestellt) zum Kennzeichen der Behälter 12 zugeführt werden, die bspw. wie die Vorrichtung 28 ausgeführt ist, jedoch farblich andere Pigmente 40 appliziert.
Es ist auch möglich, dass die Behälter 12 zum Erzielen einer mehrfarbigen Kennzeichnung nach dem Durchlauf durch die Vorrichtung 28 erneut der Vorrichtung 28 zugeführt werden, wobei dann bspw. ein anderer Bereich zum Aufrauen mittels der Aufraueinrichtung 32 vorgegeben wird und bspw. die Appliziereinrichtung 38 farblich andere Pigmente 40 appliziert.
Es ist ebenfalls möglich, dass die Behälter 12 beispielsweise zusätzlich wie folgt gekennzeichnet werden. Eine mono- oder multichrome Gestaltung bzw. Kennzeichnung der Behälter 12 kann durch die Verwendung eines Lasersystems, z. B. des Lasermarkierungssystems 10, oder einer Wärmequelle ermöglicht werden. Hierzu können chromophore, irreversible thermochrome Pigmente, Laser-Additive oder ähnliche Stoffe auf die Behälter aufgebracht oder in die Behälterwand eingebracht werden. Diese Vorbereitung kann beispielsweise bei der Behälterherstellung oder separat dazu erfolgen, z. B. mittels Beschichten, Besprühen, Tauchen etc. Denkbar ist auch die Einbringung direkt ins Behältergrundmaterial. Bei PET-Behältern kann diese beispielsweise wie bei der Einbringung von Scavangern oder Permeationshemmern erfolgen, z. B. in Monolayer- oder Multilayer- Technik. Die Pigmente, Laseradditive oder ähnliche Stoffe können sich dadurch auszeichnen, dass sie Wellenlängen- und/oder thermosensitiv sind. Das bedeutet, dass sie auf bestimmte Wellenlängen, Energiedosen bzw. Einstrahldauern etc. auf vorhersehbare Weise mit einem Farbumschlag bzw. Schattierungseffekten (Graustufen) reagieren können. Eine Mischung verschiedener Stoffe mit verschiedenen Sensitivitäten bzw. Sensitivitätsbereichen kann ein breites Spektrum an Farben und Effekten ermöglichen. Grundsätzlich können auch monochrome Effekte ausreichend sein. Dies kann bspw. dann der Fall sein, wenn lediglich eine Kontrasterhöhung und damit Lesbarkeitserhöhung von Logos, Schriften oder Codes notwendig ist, die z. B. in der Behälteroberfläche ausgeformt sind (z. B. beim Streckblasverfahren o.ä.).
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration der Aufraueinrichtung, der Steuereinrichtung und/oder der Appliziereinrichtung des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart.
Bezugszeichenliste
10 Lasermarkierungssystem
12 Behälter
14 Laserquelle
16 Markierkopf
18 erster Spiegel
20 erster Antrieb
22 zweiter Spiegel
24 zweiter Antrieb
26 Fokussierlinse
28 Vorrichtung zum Kennzeichnen von Behältern
30 Behälterfördersystem
32 Aufraueinrichtung
34 vorgegebener Bereich
36 Steuereinrichtung
38 Appliziereinrichtung
40 Pigmente
42 Reinigungseinrichtung
44 Fixiereinrichtung
46 Deckschicht
48 Benutzereingabeeinrichtung
S10-S16 Verfahrensschritte
T Transportrichtung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung (28) zum Kennzeichnen von Behältern (12) für eine Behälterbehandlungsanlage, wobei die Vorrichtung (28) aufweist: eine Aufraueinrichtung (32), die dazu ausbildet ist, Behälteroberflächen der Behälter (12) aufzurauen; eine Steuereinrichtung (36), die dazu konfiguriert ist, die Aufraueinrichtung (32) zum Aufrauen eines vorgegebenen Bereichs (34) einer jeweiligen Behälteroberfläche der Behälter (12) zu betreiben; und eine Appliziereinrichtung (38), die dazu ausgebildet ist, Pigmente (40) auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) zum Anhaften an dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) zu applizieren.
2. Vorrichtung (28) nach Anspruch 1, wobei: die Aufraueinrichtung (32) ein Lasermarkierungssystem (10) zum Aufrauen der Behälteroberfläche aufweist.
3. Vorrichtung (28) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner aufweisend: ein Behälterfördersystem (30) zum Transportieren der Behälter (12); wobei: das Behälterfördersystem (30) zum Transportieren der Behälter (12) von der Aufraueinrichtung (32) zu der Appliziereinrichtung (38) angeordnet ist; und/oder das Behälterfördersystem (30) dazu ausgebildet ist, die Behälter (12) während des Aufrauens durch die Aufraueinrichtung (32) und/oder während des Applizierens der Pigmente (40) durch die Appliziereinrichtung (38) zu drehen, vorzugsweise um eine Hochachse des jeweiligen Behälters (12), und/oder in einer Transportrichtung (T) zu bewegen.
4. Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Steuereinrichtung (36) dazu konfiguriert ist, die Aufraueinrichtung (32) zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs (34) in einer vorgegebenen Kennzeichnungsform aufweisend mindestens ein Zeichen, eine Zeichenfolge und/oder ein Dekor zu betreiben.
5. Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Steuereinrichtung (36) dazu konfiguriert ist, die Aufraueinrichtung (32) zum Aufrauen des vorgegebenen Bereichs (34) mit unterschiedlichen Rauheiten zu betreiben, vorzugsweise: abhängig von einer gewünschten Kennzeichnungsintensität und/oder einem gewünschten Kontrast; und/oder durch Verändern einer Aufrauintensität, einer Aufraudauer und/oder eines Strahleinfallswinkels auf die Behälteroberfläche.
6. Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Steuereinrichtung (36) dazu konfiguriert ist, die Aufraueinrichtung (32) zum Aufrauen eines ersten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs (34) mit einer ersten Rauheit und eines zweiten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs (34) mit einer zweiten Rauheit, die sich von der ersten Rauheit unterscheidet, zu betreiben, wobei vorzugsweise der erste Abschnitt innerhalb des zweiten Abschnitts liegt oder der erste Abschnitt an den zweiten Abschnitt angrenzt.
7. Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die Appliziereinrichtung (38) dazu ausgebildet ist, zum Applizieren der Pigmente (40) die Behälter (12) mit einem zerstäubten Pigmentpulver, einem Pigmentaerosol, einem Pigmentbad oder einem Pigmentstrahl in Kontakt zu bringen.
8. Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine Fixiereinrichtung (44), die dazu ausgebildet ist, die auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) applizierten Pigmente (40) auf der Behälteroberfläche zu fixieren.
9. Vorrichtung (28) nach Anspruch 8, wobei: die Fixiereinrichtung (44) dazu ausgebildet ist, zum Fixieren der auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) applizierten Pigmente (40) eine Deckschicht, vorzugsweise einen Decklack, auf zumindest den vorgegebenen Bereich (34) aufzubringen; und/oder die Fixiereinrichtung (44) dazu ausgebildet ist, die auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich applizierten Pigmente mittels Bestrahlung und/oder mittels Temperaturveränderung zu fixieren.
10. Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend: eine Reinigungseinrichtung (42), die dazu ausgebildet ist, überschüssige Pigmente (40) von der Behälteroberfläche zu entfernen.
11. Vorrichtung (28) nach Anspruch 10, wobei: die Reinigungseinrichtung (42) dazu ausgebildet ist: die überschüssigen Pigmente (40) mittels Absaugen, Abwischen oder Strahlreinigen von der Behälteroberfläche zu entfernen; und/oder die entfernten Pigmente (40) der Appliziereinrichtung (38) zuzuführen.
12. Verfahren zum Kennzeichnen von Behältern (12), vorzugsweise mittels einer Vorrichtung (28) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren aufweist:
Aufrauen eines vorgegebenen Bereichs (34) einer jeweiligen Behälteroberfläche der Behälter (12) mittels einer Aufraueinrichtung (32), vorzugsweise aufweisend ein Lasermarkierungssystem (10); und
Applizieren von Pigmenten (40) auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) der jeweiligen Behälteroberfläche des Behälters (12) zum Kennzeichnen des Behälters (12) mittels einer Appliziereinrichtung (38), wobei die applizierten Pigmente (40) an dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) anhaften, vorzugsweise durch mechanisches Verhaken, Adhäsion und/oder unter Kapillarwirkung mit dem aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34).
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei mindestens eines der nachfolgenden Merkmale erfüllt ist: das Aufrauen des vorgegebenen Bereichs (34) in einer vorgegebenen Kennzeichnungsform aufweisend mindestens ein Zeichen, eine Zeichenfolge und/oder ein Dekor erfolgt; das Aufrauen des vorgegebenen Bereichs (34) mit unterschiedlichen Rauheiten erfolgt; das Aufrauen des vorgegebenen Bereichs (34) ein Aufrauen eines ersten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs (34) mit einer ersten Rauheit und eines zweiten Abschnitts des vorgegebenen Bereichs (34) mit einer zweiten Rauheit, die sich von der ersten Rauheit unterscheidet, aufweist; und die Behälter (12) während des Aufrauens und/oder des Applizierens mittels eines Behälterförderers (30) gedreht und/oder in einer Transportrichtung (T) bewegt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei: das Applizieren der Pigmente (40) ein In-Kontakt-Bringen der Behälter (12) mit einem zerstäubten Pigmentpulver, einem Pigmentaerosol, einem Pigmentbad oder einem Pigmentstrahl aufweist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner aufweisend: Fixieren der auf den aufgerauten, vorgegebenen Bereich (34) applizierten Pigmente (40) auf der Behälteroberfläche, vorzugsweise durch Aufträgen einer Deckschicht, besonders bevorzugt eines Decklacks, durch Bestrahlung und/oder durch Temperaturveränderung mittels einer Fixiereinrichtung (44); und/oder Reinigen der Behälteroberflächen der Behälter (12) zum Entfernen von überschüssigen Pigmenten (40) mittels einer Reinigungseinrichtung (42), wobei vorzugsweise: die überschüssigen Pigmente mittels Absaugen, Abwischen oder Strahlreinigen von der Behälteroberfläche entfernt werden; und/oder die entfernten Pigmente (40) zum Applizieren der entfernten Pigmente (40) wiederver- wendet werden.
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